(57)【要約】【課題】  本発明の１つの目的は、好適には３つすべての陰極の消費電力が２．２５Ｗを下回る低消費電力水準を保証する電子銃用陰極の単純で安価な組み立てシステムを提供することである。【解決手段】  陰極線管の陰極構造は、第１部品（１０６）が第２部品の長さ方向の少なくとも１部分を覆うように位置付けられる２つの別部品（６、１０６）から成るアイレットを有する。当該２つの別部品は、段部を構成する端（１２５）で相互に連結される。【選択図】  図３
2006012815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極線管電子銃の陰極であって：
一端が開放端で、対向端が電子放出物質で被覆されたキャップで閉じられる陰極のスリーブ；
該スリーブの内側に配置され、かつ、加熱エレメント及び前記スリーブの前記開放端に向かって延びる２つの脚部を有する加熱フィラメント；
前記スリーブに固着され、該スリーブの周りの少なくとも１部分に延びる陰極第１アイレット；及び、
電子銃の陰極を支持する剛体の支持手段；を有し、
第２アイレットであり、
前記第１アイレットの周りの少なくとも１部分に前記第１アイレットからある距離をおいて配置され、２つの前記アイレットがそれらの一端で相互に固着されるようにする第２アイレット；
をさらに有することを特徴とする陰極。
【請求項２】
前記アイレットが段部端を有することを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項３】
前記アイレットがそれらの段部で相互に固着されることを特徴とする請求項２に記載の陰極。
【請求項４】
前記２つのアイレットがおおよそ円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項５】
前記第２アイレットが前記第１アイレットの長さの少なくとも半分を長さ方向に覆うことを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項６】
前記２つのアイレットが当該陰極に最も近いそれらの端で相互に固着されることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項７】
前記２つのアイレットがステンレス鋼でできていることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項８】
前記第２アイレットに面するよう位置する前記第１アイレットの外部表面が磨かれていることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項９】
前記加熱フィラメントに面するよう位置する前記第１アイレットの内部表面が磨かれていることを特徴とする請求項８に記載の陰極。
【請求項１０】
当該陰極が酸化物陰極型であることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【請求項１１】
前記支持手段が前記陰極の構造に前記第２アイレットの外部表面で固着されることを特徴とする請求項１に記載の陰極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管の陰極構造、特に“低消費電力”の陰極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物陰極を使用する陰極線管の電子銃は低コスト、“低消費電力”システムに向かっており、この低消費電力は当該電子銃を構成する部品の新しい設計により、或いは、部品組み立て技術によりもたらされる。従来技術において３つの陰極で通常約４．５Ｗである電力を約２．１Ｗの値に低減するには、よりコンパクトで、かつ、熱的に最適化されたシステムの導入を必要とする。小さなフィラメント及び陰極の使用が所要の低電力を実現するために不可欠であるが、それではまだ不十分である。当該消費を低減するには、標準システムに比べ如何なるコスト上昇をも回避するための単純なシステムを維持しながら、熱損失を低減しなければならない。
【０００３】
多くの技術がフィラメント陰極構造の熱損失を低減させるために検討された。
【０００４】
第１解決策は、例えば陰極スリーブのスカートの内部吸収性を修正することによりフィラメントと陰極との間の熱転写の容易化を伴うものである。
【０００５】
フィラメントと陰極との間の熱転写を容易にするために陰極スカートの内面が蒸着又は照射により黒化されると、スカートによる熱の吸収が促進され、その結果、２つの構成要素の間の放射輸送がより効率的になる。この方法は例えば、米国特許第５５４３６８２号明細書が説明する。
【特許文献１】米国特許第５５４３６８２号明細書
【特許文献２】米国特許第４５５８２５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この解決策は、フィラメント−陰極間輸送の容易化に効果的だが、蒸着のような比較的複雑な製造工程を必要とし、その適用にはそれゆえ費用がかかる。
【０００７】
第２解決策は、米国特許第４５５８２５４号明細書が説明するように、陰極スリーブ自身のスカートの形状を修正し、この領域の厚さを薄くして組み合わされるＳ型形状を与えることで構成される。伝導パスを増補し、陰極の高温帯とその支持材との間の伝導流の通過断面積を低減させるためである。
【０００８】
後者の米国特許で提案される別の解決策は、いくつもの直径を有する長い陰極を使用して、陰極の後部部分に向かう放射による熱損失を制限することで構成される。
【０００９】
これらすべての解決策は実施が困難であり、特にテレビに適する陰極線管の製造には費用が掛かりすぎる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの目的は、好適には３つすべての陰極の消費電力が２．２５Ｗを下回る低消費電力水準を保証する電子銃用陰極を作る単純で安価なシステムを提供することである。
【００１１】
このため、本発明に従った陰極線管電子銃は以下のものから構成される。
●一方が開放端で、反対端が電子放出物質で被覆されたキャップで閉じられる陰極のスリーブ；
●該スリーブの内側に配置され、かつ、加熱エレメント及び前記スリーブの前記開放端に向かって延びる２つの脚部を有する加熱フィラメント；
●前記スリーブに固着され該スリーブの周りの少なくとも１部分に延びる陰極第１アイレット；及び、
●電子銃の陰極を支持する剛体手段；を有し、
当該陰極は、第２アイレットであり、前記第１アイレットの周りの少なくとも１部分に前記第１アイレットからある距離をおいて配置され、２つの前記アイレットがそれらの一端で相互に固着されるようにする第２アイレットをさらに有することを特徴とする。
【００１２】
本発明及びその利点は、以下の説明及び図面からより良く理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
陰極線管の電子銃は、電子ビームを生成するよう設計された少なくとも１つの電子放出陰極を有する。当該電子ビームは蛍光物質から成るスクリーンを走査し、後者の表面に像を生成する。
【００１４】
図１の断面図に図解するように、従来技術に従った陰極１は、開放端３とキャップ４で閉じられた閉塞端とを有するおおよそ円筒形であるチューブ状スリーブ２を有する。熱放射性物質の層が当該キャップ上に蒸着されている。当該スリーブの当該開放端は通常、加熱フィラメント５の挿入を容易にするためにフレアになっている。フィラメントの加熱エレメント１０は電子放出キャップに最も近い部分に集められている。放射を可能にするために供給すべきパワーを低減するためである。当該フィラメントは、スリーブ２のフレア部分の終端で２つの脚部８及び９によりパワーを供給される。当該フィラメントの当該脚部は、電気的に非導電性である例えばガラスで作られた部分を介して当該電子銃の構造に固着された剛体のストラップに溶接される。当該陰極はまた、陰極スリーブの少なくとも１部分を囲むアイレット６を有し、陰極スリーブの底の部分で通常溶接により陰極スリーブに固着される。当該アイレット６は好適にはステンレス鋼である例えば３０５型ステンレス鋼のような有効な熱慣性を提供する安価な物質で製造され、陰極スリーブは、例えばニッケル８０％、クロム２０％の比率のニッケルクロム合金で製造される。これら２つの部品は、薄い厚さで製造され、アイレットで数百μｍ、スリーブで５０μｍくらいで測定される。これは、高い熱損失を回避するためであり、スリーブの薄い厚さはその重量を低減させ、フィラメントと陰極との間の熱転写を容易にし、パワー消費を制限する。
【００１５】
さらに、この構造により当該スリーブ及び当該アイレットの熱膨張は、管が作動している場合に電極３０に向かう陰極の著しい移動を回避するために補正される。
【００１６】
剛体の支持手段２０、２２は通常、当該電子銃本体に連結され、陰極の電子放出表面がこの表面を向くよう配置される電極３０からのノミナル距離を保つよう使用される。陰極アイレットは通常、スリーブに連結される当該端の反対端に段部２５があり、当該段部２５は支持手段上に置かれ、該支持手段上に溶接により固着されるよう設計される。
【００１７】
当該電子銃はさらに、陰極からの電子ビームを方向付けるよう設計される一連の電極３１、３２などを有する。
【００１８】
この構造は、約２．３Ｗ乃至２．４Ｗの消費を典型的なカラー陰極線管の３つの陰極に与える。シミュレーション結果を使用した詳細な分析は、当該構造の様々な要素の全体の消費に対する寄与を示す。
【実施例】
【００１９】
図２を参照して、本発明に従った陰極構造は、フィラメント（５）、陰極スリーブ（２）、その一方端で段部（２５）を有するおおよそ円筒形で直線的なアイレット（６）、及び同様にその上方端で段部（１２５）を有する第２のおおよそ円筒形で直線的なアイレット（１０６）を有する。上述の陰極構造とガラスビーズとの連結を供給する剛体のアイレットサポート（１２０）が、電子銃の様々な構成要素の最終的で決定的な位置を得るために、第２アイレット１０６の外表面に固着される。第１アイレット６の第２端部１００は例えば溶接により、当該開放端でわずかにフレアである当該陰極スリーブの端で他方のアイレットに固着される。２つのアイレット６及び１０６は、同軸になるよう組み立てられ、当該２つの部品の上方段部のいくつかの溶接スポットで相対するように維持される。当該溶接はサポートを支持し易くするために平坦部上で行われ、熱経路を延長する。当該段部は２つの部品が相互に対して迅速にかつ正確に組み立てられることを可能にする。
【００２０】
２つのアイレットは相互に同軸であり、向き合う表面は相互に一定の距離を維持する。当該２つのアイレットは、それらの段部を構成する端の部分でのみ相互に接触する。
【００２１】
図３の斜視図は、本発明に従ったダブルアイレットシステムの最終的な構造を図解する。
【００２２】
本発明に従った当該アイレット構造は、図１に図解される単一のアイレットを有する従来技術と比較して、陰極スリーブ（２）を当該アイレットに取り付ける溶接スポット（１００）と、陰極が当該電子銃の支持手段１２０に取り付けられる領域との間の伝導パスの長さを増大させる。陰極スリーブと支持手段との間の熱リンクの長さを増大させることで、この構造は当該陰極スリーブと当該支持手段との間の熱勾配を増大させ、それゆえに熱伝導による損失を低減し、結果としてその消費を低減する一方で陰極のスイッチオン時間をも短縮する。
【００２３】
単一アイレット構造と比較して電力消費量での顕著な効果を得るためには、外側の第２アイレット１０６を縦方向に延長し、第１アイレット６のこの方向の長さの少なくとも５０％を覆うようにすべきであることが経験的に示されている。
【００２４】
上記から派生する本発明の別の実施例では、内部アイレット６は、後の反射面特性を与えるために好適には両サイドに磨き処理を施されている。熱の観点からすると、低い粗さで特徴付けられる表面特性を有する磨かれた表面は、同一温度及び同一面積を前提とすると高い粗さを有する表面より熱流束の放射が少ないことに留意すべきであった。同様に、熱流束を受ける磨かれた表面は、それが如何なる熱源からであっても同一温度及び同一面積を前提とする場合には、高い粗さを有する表面より熱流束の吸収性が低い。受ける入射流束の一部が表面で反射され、周囲の環境に消散するからである。
【００２５】
結果として、陰極の第１アイレット（６）の内部表面により放射される放射流束はほとんどが陰極スリーブの方へ反射される。第２アイレットに面する当該アイレット（６）の外部表面もまた好適には磨かれ、第２アイレット（１０６）に向かう熱放射を制限し、それゆえに第２アイレットに向かう放射損失を低減する。
【００２６】
アイレットの磨きは機械的に或いは電気化学的に実現され得る。
【００２７】
アイレット６及び１０６は例えば、その安価さのため一般的に使用される合金である３０５型ステンレス鋼から製造される。それらの厚さはそれぞれ、アイレット６で１００μｍ、アイレット１０６で１２２μｍであり、組立工程において、かつ適切な場合には、作業者が当該部品を扱う様々な工程において十分な剛性を与える。
【００２８】
本発明に従った陰極は、最内部のアイレット６が磨かれた表面を有する２つのアイレット６及び１０６を有し、電力損失の調査は以下の分析を与える。
【００２９】
【表１】
2006012815.tif 000003
従って、３つの陰極の消費を合計２．１Ｗの所要レベルまで低減させることが可能であり、従来技術に従った単一アイレットをダブルアイレットに置き換えることで、当該電子銃の部品構造を変更することなくこれが可能となる。
【００３０】
上述の実施例は限定的なものではない。アイレットの形状は、それらが挿入される電子銃の構造に適したものでなければならず、例えばそれらの形状はまっすぐな円筒形状とは異なる場合もあり得るからである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術に従った陰極線管の電子銃の部品を表現する断面図である。
【図２】本発明に従った陰極線管の陰極構造を図解する断面図である。
【図３】本発明に従ったダブル陰極アイレットを図解する等角斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      陰極
２      スリーブ
３      開放端
４      キャップ
５      加熱フィラメント
６      アイレット
８      脚部
９      脚部
１０    加熱エレメント
２０    支持手段
２２    支持手段
２５    段部
３０    電極
３１    電極
３２    電極
１００  第２端部
１０６  アイレット
１２０  支持手段
１２５  段部
【図１】
2006012815.tif 000004
【図２】
2006012815.tif 000005
【図３】
2006012815.tif 000006